CN105295939A - 一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂及其制备方法，固化剂按质量百分比组成：黄土：3-45%，膨润土：3-45%，石灰：3-45%，水泥：3-45%，粉煤灰：3-45%，凝胶处理剂：0.1-3%。制备方法：在加热釜中依次加入所需的3-45%的黄土和3-45%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌1-4小时，再加入3-45%的石灰、3-45%的水泥和3-45%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌时间3-12小时，最后加入0.1-3%的凝胶处理剂，搅拌得到所述固化剂。本固化剂可以很好的用于石油钻井清洁化生产中的钻屑吸水、干燥、成型问题，满足钻井施工和环保的要求，有效地降低了固化剂制作成本。
Description
技术领域
本发明属于石油钻井技术领域，涉及固化剂及其制备方法，具体是一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂及其制备方法，用于石油钻井清洁化生产中钻屑的吸水、干燥以及成型。
背景技术
钻井生产时产生的钻屑，通过振动筛、除砂器、除泥器和离心机将其清除出钻井液，但清除出的钻屑依然含有大量的钻井液处理剂和水分，在通常情况下极容易从钻屑中渗析出来，对环境产生严重污染。为了使钻屑中的污染物组分被完全固定下来,则需要进一步进行固化处理。常用的固化剂通常分为有机固化剂和无机固化剂两种。有机固化剂主要有沥青、脉醛树脂、聚脂、环氧乙烷、聚乙烯、丙烯酞胺凝胶体等。无机固化剂主要有氯化镁饱和溶液与氧化镁混合物、高炉矿渣、水玻璃、石膏、硅酸钠、硫酸铝、氯化钙、无定形硅粉等。有机固化剂具有应用范围广，适合多种类型水基废泥浆的处理且固化有机物效果好等优点，但是成本高、易降解、固化强度低。无机固化剂使用方便、价格便宜易得、固结解毒效果好、稳定周期长、不易降解、低水溶性、低渗透性、固化产物机械强度高、处理效果好等优点。无论是有机固化剂还是无机固化剂单独使用一种工业商品固化剂,其效果都不理想。与其他的固化剂配合使用，有互补的作用，固化物强度、固化时间等均可以达到令人满意的效果。选用固化剂应使其与废物的混合比达到最小，这样不仅费用减少，而且可抑制固化后的产物体积过大。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种用于解决清洁化生产中的廉价、高效的钻屑固化剂及该固化剂的制备方法，用于石油钻井清洁化生产中钻屑的吸水、干燥以及成型。
本发明的技术方案是：一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，各组分按质量百分比为：3-45%的黄土、3-45%的膨润土、3-45%的石灰、3-45%的水泥、3-45%的粉煤灰和0.1-3%的凝胶处理剂。
上述黄土为午城黄土、离石黄土和马兰黄土中的任一种或几种。
上述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土、氢基膨润土和有机膨润土中的任一种或几种。
上述石灰为生石灰粉、消石灰粉和石灰膏中的任一种或几种。
上述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、铁酸盐水泥和氟铝酸盐水泥中的任一种或几种。
上述粉煤灰为低钙灰、高钙灰和复合灰中的任一种或几种。
上述粉凝胶处理剂具体为华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂。
上述各组分按质量百分比具体为：30%的黄土、5%的膨润土、10%的石灰、30%的水泥、23.5%的粉煤灰和1.5%的凝胶处理剂。
一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂的制备方法，制备步骤为：在加热釜中按质量百分比依次加入所需的3-45%的黄土和3-45%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入所需的3-45%的石灰、3-45%的水泥和3-45%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为0.1-3%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
上述制备方法具体是在加热釜中按质量百分比依次加入30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入所需的10%的石灰、30%的水泥和23.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，均匀搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的固化剂除了能很好的解决钻屑干燥、回收的问题，满足清洁化生产的施工要求外，固化剂所包含的各组分均为钻井现场中常储备的处理剂，不需要花费较长的时间调运所需的处理剂到钻井现场，有效地提高了清洁化生产的效率。
2、本发明提供的固化剂所包含的黄土其优点是廉价、胶结性强，所包含的粉煤灰其优点是廉价、吸附性强，所包含的膨润土其优点是廉价、吸附性强，所包含的凝胶处理剂其优点是絮凝、锁水性强。
3、本发明提供的固化剂所包含的各组分来源广、价格低廉，能有效降低配制所需固化剂的成本。
4、本发明提供的固化剂对钻屑的固化时间短、固化强度大，使用量较少，能够降低现场使用时的人工劳动量。
5、本发明提供的固化剂的制备方法简单，便于现场配制，具有很强的可操作性，非常值得推广应用。
具体实施方式
本发明提供了一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂及其制备方法，其中该用于石油钻井清洁化生产的固化剂，由以下各组分按质量百分比组成：各组分按质量百分比为：3-45%的黄土、3-45%的膨润土、3-45%的石灰、3-45%的水泥、3-45%的粉煤灰和0.1-3%的凝胶处理剂。
该固化剂的制备方法为：在加热釜中按质量百分比依次加入所需的3-45%的黄土和3-45%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入所需的3-45%的石灰、3-45%的水泥和3-45%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为0.1-3%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
在以上给出的用于石油钻井清洁化生产的固化剂及其制备方法的总的方案的基础上，以下各具体实施例按照本发明所述的固化剂及其配制方法制备了多种固化剂：
实施例1：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为40%的黄土和40%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为7%的石灰、7%的水泥和5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。其中该实施例中的黄土包括了三类黄土组分，按质量比具体是30%午城黄土和50%离石黄土以及20%马兰黄土的混合。
实施例2：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为45%的黄土和45%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为4%的石灰、3%的水泥和2.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为0.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述膨润土是钠基膨润土、钙基膨润土、氢基膨润土和有机膨润土按相同的质量份数的混合。
实施例3：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为38%的黄土和38%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为8%的石灰、8%的水泥和7.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为0.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土是午城黄土。所述膨润土是钠基膨润土和钙基膨润土按质量1:1混合。
实施例4：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为45%的黄土和40%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为5%的石灰、5%的水泥和4.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为0.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述石灰是生石灰粉和消石灰粉按质量1:1的混合。所述水泥是硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、铁酸盐水泥和氟铝酸盐水泥的混合，各组分按相等的质量进行混合。
实施例5：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为45%的黄土和40%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为5%的石灰、5%的水泥和4.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为0.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土是离石黄土和马兰黄土按质量1:2进行混合。所述水泥是硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、铁酸盐水泥和氟铝酸盐水泥的混合，其按质量比依次为1:2:1:2:1。所述粉煤灰是低钙灰。
实施例6：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为40%的黄土和35%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为8%的石灰、8%的水泥和8%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土是马兰黄土。所述膨润土是有机膨润土。所述石灰是生石灰粉。所述水泥是硅酸盐水泥。所述粉煤灰是高钙灰和复合灰按1:1的混合。所述粉凝胶处理剂使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用。
实施例7：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为40%的黄土和35%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为9%的石灰、8%的水泥和7%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述石灰是生石灰粉和石灰膏中按质量1:2的混合。所述水泥是硫酸盐水泥、铁酸盐水泥和氟铝酸盐水泥按质量1:1:1的混合。所述粉凝胶处理剂使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用
实施例8：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为40%的黄土和35%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为7%的石灰、10%的水泥和7%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述粉凝胶处理剂使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用
实施例9：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为45%的黄土和30%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为7%的石灰、10%的水泥和7%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土马兰黄土。所述膨润土是有机膨润土。所述粉凝胶处理剂使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用。
实施例10：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为40%的黄土和30%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为9%的石灰、8%的水泥和12%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例11：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为40%的黄土和25%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为10%的石灰、12%的水泥和12%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例12：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为40%的黄土和25%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为12%的石灰、12%的水泥和10%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述水泥是硅酸盐水泥。所述粉煤灰是低钙灰。所述粉凝胶处理剂使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用。
实施例13：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为35%的黄土和25%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为12%的石灰、17%的水泥和10%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例14：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为35%的黄土和25%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为10%的石灰、17%的水泥和12%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例15：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为35%的黄土和25%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为17%的石灰、12%的水泥和10%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例16：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为35%的黄土和15%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、16%的水泥和13%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述粉凝胶处理剂使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用
实施例17：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为35%的黄土和15%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为13%的石灰、20%的水泥和16%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例18：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为35%的黄土和15%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、13%的水泥和16%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土是马兰黄土。所述膨润土是钠基膨润土。所述石灰是生石灰粉。所述水泥是硅酸盐水泥。所述粉煤灰是钙灰和复合灰按质量1:1的混合。
实施例19：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和15%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、18%的水泥和16%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例20：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和15%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为18%的石灰、20%的水泥和16%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例21：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和10%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、22%的水泥和17%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例22：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和10%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、24%的水泥和15%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例23：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和10%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为22%的石灰、24%的水泥和13%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述粉凝胶处理剂使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用。
实施例24：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和10%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为22%的石灰、24%的水泥和13%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例25：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和10%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、29%的水泥和10%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例26：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和10%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、20%的水泥和19%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例27：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和8%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、22%的水泥和18.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例28：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和8%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、22%的水泥和18%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例29：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和8%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为18%的石灰、24.5%的水泥和18%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例30：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和8%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为22%的石灰、20.5%的水泥和18%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例31：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为20%的石灰、28.5%的水泥和15%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例32：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为18.5%的石灰、30%的水泥和15%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例33：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为15%的石灰、30%的水泥和18.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土马兰黄土。所述膨润土是有机膨润土。所述石灰是消石灰粉。所述水泥是硅酸盐水泥。所述粉煤灰是低钙灰。
实施例34：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为13%的石灰、30%的水泥和20.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例35：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为10%的石灰、30%的水泥和23.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例36：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为10%的石灰、27%的水泥和28.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例37：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为10%的石灰、25%的水泥和30.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例38：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为12%的石灰、25%的水泥和30.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例39：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为12%的石灰、25%的水泥和28%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例40：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为12%的石灰、28%的水泥和25%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土是午城黄土。所述膨润土可以是钠基膨润土。所述石灰是生石灰粉。所述水泥是硅酸盐水泥。所述粉煤灰是复合灰。
实施例41：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为15%的石灰、25%的水泥和25%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例42：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为15%的石灰、28%的水泥和22%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例43：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为13%的石灰、30%的水泥和22%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例44：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为13%的石灰、22%的水泥和30%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
实施例45：
根据现场钻屑情况，确定清洁生产中固化剂的配制量，固化剂的配置量一般为1000kg-10000kg。在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和3%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为13%的石灰、24%的水泥和28%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为2%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。所述黄土是离石黄土。所述膨润土是氢基膨润土。所述石灰是消石灰粉。所述水泥是氟铝酸盐水泥。所述粉煤灰是高钙灰。
上述各实施例中，所述黄土可以是午城黄土、离石黄土和马兰黄土中的任一种或几种。所述膨润土可以是钠基膨润土、钙基膨润土、氢基膨润土和有机膨润土中的任一种或几种。所述石灰可以是生石灰粉、消石灰粉和石灰膏中的任一种或几种。所述水泥可以是硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、铁酸盐水泥和氟铝酸盐水泥中的任一种或几种。所述粉煤灰可以是低钙灰、高钙灰和复合灰中的任一种或几种。所述粉凝胶处理剂可以使用华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂，该钻井液处理剂被业内广泛使用。
为进一步说明本发明提供的固化剂在清洁化生产现场解决钻屑干燥、堆放的问题，以上各实施例按照本发明所述的固化剂及其配制方法制备了多种固化剂，并结合处理钻屑固化的施工工艺，以加入固化剂后钻屑的固化时间和24小时后的抗压强度作为衡量标准进行实验。
处理钻屑固化的施工工艺为：把1000g延长组地层的钻屑放置于扭矩搅拌器中，钻屑的含水率为40-60%，并按照50rpm的速度均匀搅拌，然后将配制好的300g固化剂缓慢、均匀地加入至钻屑中，同时开始记录搅拌器的扭矩值，当扭矩值达到15N.m时停止记录时间，此时间为钻屑固化时间；并将其取出静置24小时后，放入压力试验机中，测试抗压强度。
本实验的实验地点选在川庆钻探工程有限公司负责的内蒙古气田，实验对象为按照实施例1至实施例45所述制备方法制备的固化剂，处理钻屑固化的施工工艺以加入固化剂后钻屑的固化时间和24小时后的抗压强度作为衡量标准。需要说明的是，上述配方中试剂均在长庆钻井总公司器材公司有售。
各实施例获得的实验结果如表1所示。从表1看出，按照实施例1至实施例45所述制备方法制备的固化剂均能解决钻屑干燥、固化的问题，但所需的时间和固化体抗压强度差异明显，其基本规律为：膨润土加量少的组合配制的固化剂用于钻屑固化所需的时间和抗压强度明显优于膨润土加量多的组合；水泥加量多的组合配制的固化剂用于钻屑固化所需的时间和抗压强度明显优于水泥加量少的组合。
结合表1可以看出，固化剂固化钻屑的较优配方为：在加热釜中依次加入质量百分比为30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入质量百分比为10%的石灰、30%的水泥和23.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂（即实施例35所述的配方）。
表1固化剂解决钻屑固化时间和固化体抗压强度
| 固化剂来源 | 固化时间/s | 24h抗压强度/Mpa |
| 实施例1 | 96 | 0.12 |
| 实施例2 | 87 | 0.13 |
| 实施例3 | 88 | 0.12 |
| 实施例4 | 90 | 0.11 |
| 实施例5 | 95 | 0.13 |
| 实施例6 | 82 | 0.16 |
| 实施例7 | 86 | 0.14 |
| 实施例8 | 78 | 0.18 |
| 实施例9 | 79 | 0.19 |
| 实施例10 | 81 | 0.16 |
| 实施例11 | 75 | 0.19 |
| 实施例12 | 77 | 0.2 |
| 实施例13 | 79 | 0.24 |
| 实施例14 | 73 | 0.19 |
| 实施例15 | 76 | 0.22 |
| 实施例16 | 68 | 0.28 |
| 实施例17 | 71 | 0.21 |
| 实施例18 | 73 | 0.25 |
| 实施例19 | 65 | 0.28 |
| 实施例20 | 68 | 0.27 |
| 实施例21 | 61 | 0.3 |
| 实施例22 | 64 | 0.31 |
| 实施例23 | 60 | 0.31 |
| 实施例24 | 58 | 0.35 |
| 实施例25 | 56 | 0.34 |
| 实施例26 | 43 | 0.43 |
| 实施例27 | 40 | 0.44 |
| 实施例28 | 52 | 0.42 |
| 实施例29 | 56 | 0.4 |
| 实施例30 | 46 | 0.41 |
| 实施例31 | 38 | 0.5 |
| 实施例32 | 40 | 0.49 |
| 实施例33 | 29 | 0.52 |
| 实施例34 | 30 | 0.52 |
| 实施例35 | 24 | 0.59 |
| 实施例36 | 28 | 0.53 |
| 实施例37 | 30 | 0.52 |
| 实施例38 | 26 | 0.54 |
| 实施例39 | 24 | 0.54 |
| 实施例40 | 34 | 0.49 |
| 实施例41 | 25 | 0.51 |
| 实施例42 | 31 | 0.47 |
| 实施例43 | 26 | 0.52 |
| 实施例44 | 22 | 0.5 |
| 实施例45 | 31 | 0.49 |
本发明具体以下优点：
1、本发明提供的固化剂除了能很好的解决钻屑干燥、回收的问题，满足清洁化生产的施工要求外，固化剂所包含的各组分均为钻井现场中常储备的处理剂，不需要花费较长的时间调运所需的处理剂到钻井现场，有效地提高了清洁化生产的效率。
2、本发明提供的固化剂所包含的黄土其优点是廉价、胶结性强，所包含的粉煤灰其优点是廉价、吸附性强，所包含的膨润土其优点是廉价、吸附性强，所包含的凝胶处理剂其优点是絮凝、锁水性强。
3、本发明提供的固化剂所包含的各组分来源广、价格低廉，能有效降低配制所需固化剂的成本。
4、本发明提供的固化剂对钻屑的固化时间短、固化强度大，使用量较少，能够降低现场使用时的人工劳动量。
5、本发明提供的固化剂的制备方法简单，便于现场配制，具有很强的可操作性，非常值得推广应用。
本实施方式中没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：各组分按质量百分比为：3-45%的黄土、3-45%的膨润土、3-45%的石灰、3-45%的水泥、3-45%的粉煤灰和0.1-3%的凝胶处理剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：所述黄土为午城黄土、离石黄土和马兰黄土中的任一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：所述膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土、氢基膨润土和有机膨润土中的任一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：所述石灰为生石灰粉、消石灰粉和石灰膏中的任一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：所述水泥为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥、铁酸盐水泥和氟铝酸盐水泥中的任一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：所述粉煤灰为低钙灰、高钙灰和复合灰中的任一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：所述粉凝胶处理剂具体为华北石油广大石化有限公司生产的型号为GD-3的钻井液处理剂。
8.根据权利要求1所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂，其特征在于：各组分按质量百分比具体为：30%的黄土、5%的膨润土、10%的石灰、30%的水泥、23.5%的粉煤灰和1.5%的凝胶处理剂。
9.一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂的制备方法，其特征在于：在加热釜中按质量百分比依次加入所需的3-45%的黄土和3-45%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入所需的3-45%的石灰、3-45%的水泥和3-45%的粉煤灰，加热至120-160℃，搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为0.1-3%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
10.根据权利要求9所述的一种用于石油钻井清洁化生产的固化剂的制备方法，其特征在于：在加热釜中按质量百分比依次加入30%的黄土和5%的膨润土，加热至80-150℃，搅拌，搅拌时间1-4小时，再加入所需的10%的石灰、30%的水泥和23.5%的粉煤灰，加热至120-160℃，均匀搅拌，搅拌时间3-12小时，最后加入质量百分比为1.5%的凝胶处理剂，搅拌，即得到所述的固化剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160203 |